容器安全和docker—TLS加密通讯

首先我们需要来了解一下Docker容器和虚拟机的区别

一、Docker 容器与虚拟机的区别

1.隔离与共享

虚拟机通过添加 Hypervisor 层,虚拟出网卡、内存、CPU 等虚拟硬件,再在其上建立 虚拟机,每个虚拟机都有自己的系统内核。
而 Docker 容器则是通过隔离的方式,将文件系 统、进程、设备、网络等资源进行隔离,再对权限、CPU 资源等进行控制,最终让容器之间互不影响,
容器无法影响宿主机。容器与宿主机共享内核、文件系统、硬件等资源。

2.性能与损耗

与虚拟机相比,容器资源损耗要少。 同样的宿主机下,能够建立容器的数量要比虚拟 机多。但是,虚拟机的安全性要比容器稍好,
要从虚拟机攻破到宿主机或其他虚拟机,需要 先攻破 Hypervisor 层,这是极其困难的。而 docker 容器与宿主机共享内核、文件系统等资源,
更有可能对其他容器、宿主机产生影响。

二、Docker 存在的安全问题

1.Docker 自身漏洞
黑客上传恶意镜像 如果有黑客在制作的镜像中植入木马、后门等恶意软件,那么环境从一开始就已经不安全了,后续更没有什么安全可言。

**(2)**镜像使用有漏洞的软件 Docker Hub 上能下载的镜像里面,75%的镜像都安装了有漏洞的软件。所以下载镜像后,
需要检查里面软件的版本从内核、主机、网络、镜像、容器以及其它等 6 个方 面总结 Docker 安全基线标准

1.内核级别

1)及时更新内核。  (2)User NameSpace(容器内的 root 权限在容器之外处于非高权限状态)。  (3)Cgroups(对资源的配额和度量)。  (4)SELiux/AppArmor/GRSEC(控制文件访问权限)。  (5)Capability(权限划分)。  (6)Seccomp(限定系统调用)。  (7)禁止将容器的命名空间与宿主机进程命名空间共享。 

2.主机级别

1)为容器创建独立分区。  (2)仅运行必要的服务。  (3)禁止将宿主机上敏感目录映射到容器。  (4)对 Docker 守护进程、相关文件和目录进行审计。  (5)设置适当的默认文件描述符数。 (文件描述符:内核(kernel)利用文件描述符(file descriptor)来访问文件。文件描述符是非负整数。 打开现存文件或新建文件时,内核会返回一个文件描述符。读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件)  (6)用户权限为 root 的 Docker 相关文件的访问权限应该为 644 或者更低权限。  (7)周期性检查每个主机的容器清单,并清理不必要的容器。 

3.网络级别

1)通过 iptables 设定规则实现禁止或允许容器之间网络流量。  (2)允许 Docker 修改 iptables。  (3)禁止将 Docker 绑定到其他 IP/Port 或者 Unix Socket。  (4)禁止在容器上映射特权端口。  (5)容器上只开放所需要的端口。  (6)禁止在容器上使用主机网络模式。 (7)若宿主机有多个网卡,将容器进入流量绑定到特定的主机网卡上。 

4.镜像级别

1)创建本地镜像仓库服务器。  (2)镜像中软件都为最新版本。  (3)使用可信镜像文件,并通过安全通道下载。 (4)重新构建镜像而非对容器和镜像打补丁。  (5)合理管理镜像标签,及时移除不再使用的镜像。  (6)使用镜像扫描。  (7)使用镜像签名。 

5.容器级别

1)容器最小化,操作系统镜像最小集。  (2)容器以单一主进程的方式运行。  (3)禁止 privileged 标记使用特权容器。  (4)禁止在容器上运行 ssh 服务。  (5)以只读的方式挂载容器的根目录系统。  (6)明确定义属于容器的数据盘符。  (7)通过设置 on-failure 限制容器尝试重启的次数,容器反复重启容易丢失数据。  (8)限制在容器中可用的进程树,以防止 fork bomb。(fork炸弹,迅速增长子进程,耗尽系统进程数量) 

6.其他设置

1)定期对宿主机系统及容器进行安全审计。  (2)使用最少资源和最低权限运行容器。  (3)避免在同一宿主机上部署大量容器,维持在一个能够管理的数量。 (48核心的服务器控制控制容器在80-100之间) (4)监控 Docker 容器的使用,性能以及其他各项指标。  (5)增加实时威胁检测和事件响应功能。  (6)使用中心和远程日志收集服务 

五、容器最小化

如果仅在容器中运行必要的服务,像 SSH 等服务是不能轻易开启去连接容器的。通常使用以下方式来进入容器。

docker exec -it a661258f6bfe bash 

六、Docker remote api 访问控制

Docker的远程调用 API 接口存在未授权访问漏洞,至少应限制外网访问。建议使用 Socket 方式访问。
监听内网 ip,docker daemon 启动方式如下。

dockerd -H uninx:///var/run/docker.sock -H tcp://192.168.195.128:2375 

或者

vim /usr/lib/systemd/system/docker.service  #开放本地监听地址和端口 ExecStart=/usr/bin/dockerd -H unix:///var/run/docker.sock -H tcp://192.168.195.128:2375  systemctl daemon-reload  systemctl restart docker 
容器安全和docker—TLS加密通讯
对于对方而言,如果对方开了防火墙,我们需要做一个防火墙的规则 firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.182.11" port protocol="tcp" port="2375" accept"  firewall-cmd --reload      #重新加载防火墙  //客户端操作实现远程调用 docker -H tcp://192.168.200.40 images 

容器安全和docker—TLS加密通讯
这是就能远程调用了

docker -H tcp://宿主机ip 操作命令 docker -H tcp://192.168.182.11 ps -a 
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七、限制流量流向

使用防火墙过滤器限制 Docker 容器的源 IP 地址范围与外界通讯。

firewall-cmd --permanent --zone=public --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.195.0/24" reject"                                                                                                                                                                            拒绝这个网段的连接 

大量问题是因为Docker容器端口外放引起的漏洞,除了操作系统账户权限控制上的问题,更在于对Docker Daemon的进程管理上存在隐患。
目前常用的Docker版本都支持Docker Daemon管理宿主iptables的,而且一旦启动进程加上-p host_port:guest_port的端口映射,
Docker Daemon会直接增加对应的FORWARD Chain并且-j ACCEPT,而默认的DROP规则是在INPUT链做的,对docker没法限制,
这就留下了很严重的安全隐患了。因此建议:

1. 不在有外网ip的机器上使用Docker服务  2. 使用k8s等docker编排系统管理Docker容器  3. 宿主上Docker daemon启动命令加一个--iptables=false,然后把常用iptables写进文件里,再用iptables-restore去刷。 

八、镜像安全

Docker 镜像安全扫描,在镜像仓库客户端使用证书认证,对下载的镜像进行检查。
通过与 CVE 数据库同步扫描镜像,一旦发现漏洞则通知用户处理,或者直接阻止镜像继续构建。

如果公司使用的是自己的镜像源,可以跳过此步;否则,至少需要验证 baseimage 的 md5 等特征值,确认一致后再基于 baseimage 进一步构建。
一般情况下,要确保只从受信任的库中获取镜像,并且不建议使用–insecure-registry=[] 参数,推荐使用harbor私有仓库。

九、Docker-TLS加密通讯

1、什么是TLS?有什么作用?

TLS(Transport Layer Security Protocol):传输层安全性协议,其前身安全套接层(Secure Sockets Layer,缩写作SSL)是一种安全协议,目的是为互联网通信提供安全及数据完整性保障。 
TLS协议采用主从式架构模型,用于在两个应用程序间透过网络创建起安全的连线,防止在交换数据时受到窃听及篡改 
TLS协议的优势是与高层的应用层协议(如HTTP、FTP、Telnet等)无耦合。应用层协议能透明地运行在TLS协议之上,由TLS协议进行创建加密通道需要的协商和认证。应用层协议传送的数据在通过TLS协议时都会被加密,从而保证通信的私密性。 

2、为什么要使用TLS加密

为了防止链路劫持、会话劫持等问题导致 Docker 通信时被中 间人攻击,c/s 两端应该通过加密方式通讯。 

3、CA认证:

证书颁发机构(CA, Certificate Authority)即颁发数字证书的机构。是负责发放和管理数字证书的权威机构,并作为电子商务交易中受信任的第三方,承担公钥体系中公钥的合法性检验的责任。

CA 证书颁发的时候,证书中是包含密钥对的,同时用户信息也是进行加密的,所以CA颁发的证书具有两个特点:

① 用户发送的信息都是加密的

② 身份的唯一性

证书格式:x509(国际标准)

首先CA先颁发ca证书,然后用证书和相关信息找CA颁发server证书、client证书,cilent证书要推送给client

4、密钥和私钥

密钥

  • 秘钥(AES、DES、3DES) 相当于家里的锁和对应的钥匙
  • 效率高,但不安全

私钥

  • 非对称秘钥(rsa,公钥-私钥)相当于古代的虎符,不能从私钥推导出公钥
  • 效率不高(需要加密,转换较慢)

5、什么是Hash值

Hash算法是一个广义的算法,在这里做数字签名来保障数据传递的安全性,如何确保数据的安全性,通过hash值对比确定数据完整性和安全性。

6、TLS配置及部署

主机名 操作系统 IP地址
server CentOS7 192.168.182.11
client CentOS7 192.168.182.22

为了防止链路劫持、会话劫持等问题导致 Docker 通信时被中间人攻击,c/s 两端应该通过加密方式通讯。

== server服务端配置==

mkdir /tls cd /tls  hostnamectl set-hostname master su  vim /etc/hosts 127.0.0.1   master 
容器安全和docker—TLS加密通讯

创建ca密钥

//创建ca密钥 openssl genrsa -aes256 -out ca-key.pem 4096  相关参数: genrsa     使用RSA算法产生私钥 -aes256    使用256位密钥的AES算法对私钥进行加密 -out       输出文件的路径 4096       秘钥的长度 

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生成ca证书

//创建ca证书; openssl req -new -x509 -days 1000 -key ca-key.pem -sha256 -subj "/CN=*" -out ca.pem  相关参数: req     请求证书 -new    新证书签发请求 -x509   生成x509格式证书 -days   证书有效期1000-key    指定私钥路径 -subj   subject的缩写,可以认为是主题、项目等 
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创建服务器私钥

openssl genrsa -out server-key.pem 4096 

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签名私钥

openssl req -subj "/CN=*" -sha256 -new -key server-key.pem -out server.csr  #使用server-key.pem 密钥文件进行签名,生成签名文件 

容器安全和docker—TLS加密通讯
使用ca证书与私钥证书签名

使用ca证书与私钥证书签名,输入123123

openssl x509 -req -days 1000 -sha256 -in server.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out server-cert.pem  相关参数: -in   指定输入的证书、秘钥等文件 -CAcreateserial  表示创建证书序列号文件(默认为ca.srl) 

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生成客户端密钥

openssl genrsa -out key.pem 4096 

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签名客户端

openssl req -subj "/CN=client" -new -key key.pem -out client.csr 
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创建配置文件

echo extendedKeyUsage=clientAuth > extfile.cnf 
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签名证书,输入123123,需要(签名客户端,ca证书,ca密钥)

openssl x509 -req -days 1000 -sha256 -in client.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out cert.pem -extfile extfile.cnf 

删除多余文件

rm -rf ca.srl client.csr extfile.cnf server.csr 

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配置docker,指定tls证书的路径、开放的端口、通信的进程等

vim /lib/systemd/system/docker.service ExecStart=/usr/bin/dockerd --tlsverify --tlscacert=/tls/ca.pem --tlscert=/tls/server-cert.pem --tlskey=/tls/server-key.pem -H tcp://0.0.0.0:2376 -H unix:///var/run/docker.sock  systemctl daemon-reload systemctl restart docker 
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将 /tls/ca.pem /tls/cert.pem /tls/key.pem 三个文件复制到另一台主机

scp ca.pem root@192.168.182.22:/etc/docker/ scp cert.pem root@192.168.182.22:/etc/docker/ scp key.pem root@192.168.182.22:/etc/docker/ 

容器安全和docker—TLS加密通讯
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本地验证

//本地验证 docker --tlsverify --tlscacert=ca.pem --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H tcp://master:2376 version docker pull nginx 

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client:192.168.182.22

hostnamectl set-hostname client su  echo '192.168.162.11 server' >> /etc/hosts 或 vim /etc/hosts 192.168.162.11 server  cd /etc/docker docker --tlsverify --tlscacert=ca.pem --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H tcp://server:2376 images 
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版权声明:玥玥 发表于 2021-04-08 4:04:45。
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